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FP
Réaliser une liaison
encastrement entre 2 pièces
FT1Positionner deux pièces entre elles
FT2Maintenir deux pièces entre elles
FT3Transmettre (Encaisser) les efforts
I.Problématique
1) Quelles sont les Fonctions?
…/…
Poly p
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2)Critères de choix (Fonctions contraintes)
• Coût
• Réglage de la position
• Démontabilité
• Esthétique
• encombrement
• Intensité des charges
• …
…/…
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II. MIP/MAP
Une liaison encastrement se fait tout d’abord en positionnant
une pièce sur une autre,
c’est la MIse en Position MIP
Puis, on fixe ces 2 pièces ensembles,
=> c’est le MAintient en Position MAP…/…
5/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
Les solutions :
•Appui plan,
•Appui plan centrage court,
•Appui plan centrage long,
•…
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1) Croquis
1. Appui plan ou Semelle
Evidement (ou autre) pour éviter l’usinage, et pour un meilleur positionnement
Machine
Sol
…/…
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1) Exemple
Eclaté d’un moteur V6 L7X de RENAULT
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 1. Appui plan ou Semelle
…/…
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Entre le couvercle 4 et le corps 1
Entre l’établi et le corps 1
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 1. Appui plan ou Semelle
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 1. Appui plan ou Semelle
c) Analyse Critique
MIP utilisée pour• sa grande stabilité, • Les machines « lourdes » ou en présence de grande
surface (bloc cylindre)• Coût très faible.
La précision de la MIP
peut être améliorée par 1
ou 2 pions de centrage
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 1. Appui plan ou Semelle
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 1. Appui plan ou Semelle
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
Appui Plan
Goupille ElastiquePion ou bague de
centrage
Protège l’axe du cisaillement
1. Appui plan ou Semelle
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
Appui Plan
2 Pions de centrage
1. Appui plan ou Semelle
Pions montés serrés dans S2 et avec jeu dans S1.
Quels sont les ajustements correspondants?
10 H7 m6
10 H7 g6 ?
…/…
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Mais comment usine t’on un axe10 et de longueur 20mm coté avec 2 ajustements différents???
…/…
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 1. Appui plan ou Semelle
…/…
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g6m6
1-Réglage de l’outil pour l’ajustement g6
2- Arrêt Usinage pour le réglage de l’outil pour l’ajustement m6
Conclusion:On usine le pion à m6 et on modifie l’ajustement de l’alésage
IT6
Pièce finit (ajustements exagérés)
3- TronçonnageTout ça pour usiner en grande série des pions de 20mm de long
…/…
16/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
Appui Plan
2 Pions de centrage
1. Appui plan ou Semelle
Pions montés serrés dans S2 et avec jeu dans S1.
Quels sont les ajustements correspondants?
10 H7 m6
10 H7 g6 ?F7 m6
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
2. Appui plan Centrage Court
Dd
L
d H7-h6L’appui plan est
prépondérant devant
la longueur L du
centrage
1) Croquis Centrage de longueur
L
Appui Plan
…/…
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1) Exemple
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 2. Appui plan Centrage Court
…/…
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Entre l’interface 24 et le corps 1
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 2. Appui plan Centrage Court
Entre le couvercle 25 et le corps 1
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c)Analyse Critique•MIP utilisée pour
– dans le cas d'assemblages sollicités en puissance et besoin de stabilité
– ou en étanchéité
•Ce n'est pas la solution la plus économique (+ l’appui plan augmente,
plus le coût de l’usinage augmente)
•On veillera à respecter des proportions telles que L<d/10 afin d'assurer
une mise en position isostatique
•La rotation sur l’axe peut être annulée par un ergot ou 1 pion de
centrage
2. Appui plan Centrage Court
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
3. Appui plan Centrage Long
Dd
L
d H7-h6La longueur L du
centrage est
prépondérante devant
l’appui plan
1) CroquisCentrage
de longueur L
Appui Plan …/…
22/84BE_UE2_F222
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1) Exemple
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 3. Appui plan Centrage Long
…/…
23/84BE_UE2_F222
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Entre l’arbre 15 et le plateau 18
+ pion
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
Entre la poulie 30 et l’arbre 5
+ clavette
3. Appui plan Centrage Long
Entre l’axe 11 et l’arbre 5
…/…
24/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c)Analyse Critique•MIP utilisée pour
– dans le cas d'assemblages fortement sollicités en puissance
•Ce type de mise en position est économique (peu de copeaux).
•Afin de garantir un positionnement isostatique, on veillera à
assurer un rapport L/D > 1.
•La rotation sur l’axe peut être annulée ou réglée par 1 pion de
centrage, ergot, 1 clavette, des cannelures, dentelures…
3. Appui plan Centrage Long
…/…
25/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
4. Autres
1) Croquis
Centrage Emmanchement conique Méplat…Peu coûteux serrage en même tps coûteuxGoupille fusible pratique
…/…
26/84BE_UE2_F222
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Entre l’interface 24 et l’arbre 15
+ Vis à téton
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 4. Autre
Entre la noix 7 et l’arbre 16
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
5. Les arrêts en rotation
…/…
Arbre 2
Alésage 1
C : couple de 2 sur 1
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
5. Les arrêts en rotation
1) Les Ergots – Vis à Téton
…/…
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Clavette
Rainure
Trou oblong
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CLAVETTE - VOCABULAIRE
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
b) CLAVETTE - USINAGEUsinage de la rainure
Mortaisage
Outil
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
b) CLAVETTEUsinage de la rainure
Brochage
…/…
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…/…
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CLAVETTE - CONCEPTION
J1
J 2
D H7 h6
MIP?Appui Plan Centrage Long
Arête du bas de la rainure
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CLAVETTE - CONCEPTION
Désignation :Clavette « type », forme « », a x b x L
Exemple : Clavette parallèle, forme A, 14 x 9 x 50
…/…
34/84BE_UE2_F222
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1) CLAVETTE - DIMENSIONNEMENT
C
Les valeurs a et b sont standards.
Afin que le couple C soit correctement transmis, il faudra dimensionner la longueur L
…/…
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1) CLAVETTE - DIMENSIONNEMENT
C
La longueur L est calculée afin d’éviter le matage
Le matage est une déformation plastique localisée de la matière sous l'effet d'un choc ou d'une pression élevée.
…/…
37/84BE_UE2_F222
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1) CLAVETTE - DIMENSIONNEMENT
C
1- Relever ou déterminer le couple C
et en fonction de l’encombrement, s’imposer les
valeurs a*b…/…
38/84BE_UE2_F222
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£PAlésage/Clavette
£PArbre/Clavette
On isole la clavette
L?b
a
2- Déterminer l’effort tranchant en Newton
T=C/(d/2)
C£TArbre/Clavette
£TAlésage/
Clavette
Hypothèses:La pression est supposée uniforme et constante sur la surfaceLe point d’application de l’effort tranchant T est situé sur le diamètre de l’arbre
Effort tranchant (N)Couple (N.mm)
Diamètre de l’arbre (mm)…/…
39/84BE_UE2_F222
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£PAlésage/Clavette
£PArbre/Clavette
On isole la clavette
L?b
a
3- A partir de l’effort tranchant déterminer la pression subit par la clavette
P=T/S = T/(L*b/2) = (C/(d/2))/(L*b/2)
P=4.C/(d.b.L)
C£TArbre/Clavette
£TAlésage/
Clavette
Pression (MPa)
Diamètre , hauteur , Longueur (mm)
…/…
40/84BE_UE2_F222
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4- Cette pression doit être inférieure à la pression admissible du matériaux
Ecrire la condition de résistance P<Padm
Clavette utilisée pour une liaison glissière avec transmission de couple
Clavette utilisée pour une liaison glissière sans transmission de couple
Clavette utilisée pour une liaison encastrement
…/…
41/84BE_UE2_F222
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5- Conclure sur L :P=T/(L*b/2) < Padm=> T < Padm. L*b/2=> T/(Padm*b/2) < L
L > 2.T / (b. Padm) Pression (MPa)
Hauteur clavette (mm)
Effort tranchant (N)
Longueur clavette (mm)
APPLICATION: Scie de MarqueterieLe moteur de la scie de marqueterie développe une puissance de 500 W à 1000 tr/min. Cette puissance est transmise à la poulie 30 par la courroie trapézoïdale (non représentée sur le dessin d’ensemble).La clavette 27 (Type parallèle, forme A, 5x5x13) transmet le couple de la poulie à l’arbre 5 sous un mode de fonctionnement par à-coups et vibrations.1.Le rapport de réduction de la transmission par poulie étant de ½, déterminer le couple transmis par la courroie à la poulie 30.2.Vérifiez la tenue de la clavette.3.Conclure. Hypothèses de calcul: Rapport de réduction d’une transmission par poulie
courroie : R= Ns/Ne=Ce/Cs ; Puissance = C.. Le rendement est supposé égal à 1
…/…
42/84BE_UE2_F222
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APPLICATION: Scie de MarqueterieLe moteur de la scie de marqueterie développe une puissance de 500 W à 1000 tr/min. Cette puissance est transmise à la poulie 30 par la courroie trapézoïdale (non représentée sur le dessin d’ensemble).La clavette 27 (Type parallèle, forme A, 5x5x13) transmet le couple de la poulie à l’arbre 5 sous un mode de fonctionnement par à-coups et vibrations.1.Le rapport de réduction de la transmission par poulie étant de ½, déterminer le couple transmis par la courroie à la poulie 30.
R = ½ R=ω30/ ωm=Cm /C30 = ½
C30=Cm*2 C30=(Pm/ ωm)*2 C30 ={500/[(2π/60)*1000]}*2 C30 =4.77*2 C30 =9.54 m.N
Moteur
électrique
courroie
Poulie 30
Pm
m P30
30
Hypothèses : Rapport de réduction R= Ns/Ne=Ce/Cs; Puissance = C.w
…/…
43/84BE_UE2_F222
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2. Vérifiez la tenue de la clavette.P=4.C/(d.b.L)
P = 4.C30/(d.b.L)< P admissibleOn mesure d= 14mm
=> P= 4*9,54*103/(14*5*13) = 41,9 MPa > Padm
3. Conclure. La pression calculée est supérieure à la pression admissible,
la clavette ne résistera pas à la pression, elle est donc mal dimensionnée
…/…
44/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - VOCABULAIRE
Cannelures extérieures
Cannelures Intérieures
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - USINAGE
Brochage pour l’alésage
…/…
46/84BE_UE2_F222
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Fraise pour l’arbre
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - USINAGE
…/…
47/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - CONCEPTION
d H7-h6
RECOMMANDE
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - CONCEPTIONd H7-h6
Désignation : Cannelures « type », N x d x D
Exemple : Cannelures à flancs parallèles, 14 x 9 x 12
Ajustement pour assemblage fixe :d H7 h6 (ou 7)
JEU
Cannelures Bombées ou en développantes de cercles
…/…
50/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
Les valeurs D, d et B sont standards.
Afin que le couple C soit correctement transmis, il faudra dimensionner la longueur L
…/…
51/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
1. Relever ou déterminer le couple C et en fonction de l’encombrement, s’imposer les valeurs d, D
2. Déterminez l’effort tranchant T tel que :T=C/(Rmoy) avec Rmoy= (D+d)/4
…/…
52/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
3. A partir de l’effort tranchant écrire la pression subit par la cannelure
P=T/(A.L)
A: surface portante équivalente (voir tableau) en mm²/mmL : Longueur du contact en mm
…/…
53/84BE_UE2_F222
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
4. Ecrire la condition de résistance pour éviter le matage P<Padm (en MPa)
Choisir Padm dans le tableau, suivant les conditions de fonctionnement
5. Conclure sur la longueur des cannelures :L > T / (A.Padm)
Rq : L<2,5d pour faciliter le brochage (usinage)
…/…
54/84BE_UE2_F222
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Scie de MarqueterieOn se propose de remplacer la clavette 27 par des cannelures à flancs
parallèles (le diamètre de l’arbre sera de 17 mm au maximum).Déterminez la longueur minimale des cannelures.
P=T/(A.l) P= C30/ {[(D+d)/4]*A*l} avec 30<Padm<60MPa L30=9540/{[(16+13)/4]*4*30}=10.9mmL60=9540/{[(16+13)/4]*4*60}=5.5mm5.5 mm < L <10,9 mm On prendra pour des raison de sécurité L>11mmPour assurer le centrage long, il faudra L encore plus grand!
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP 5. Les arrêts en rotation
1) CANNELURES - APPLICATION
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
6. Choix d’un élément d’arrêt en rotation
…/…
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IV. TECHNOLOGIES DE LA MAP
Les solutions :
•Vissage,
•Clipsage,
•adhérence,
•Soudure pour composants électroniques
•……/…
1. Assemblages démontables
57/84BE_UE2_F222
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Vis H, M16-20, 6.8
-Y : permet de déterminer la résistance élastique du matériau en daN/mm²Re=Y*S ici, Re= 6*8= 48 daN/mm²
-S : c’est le 1/10ème de la résistance minimale à la rupture par traction Rr du matériau en daN/mm²S=Rr/10 => Rr=10*S ici, Rr= 60 daN/mm²
Déformation Plastique
Rupture
…/…
YS
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IV. TECHNOLOGIES DE LA MAP
Les solutions :
•Le Frettage,
•le collage,
•le soudage ,
•…
2. Assemblages Indémontables
…/…
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Liaison complèteentre les pièces :
Décrivez la solution (démontable ou non), la MIP, justifiez le choix du concepteur
la MAP (nom des pièces + repère), justifiez le choix du concepteur
24 et 15 (voir vue B-B)
MIP : cylindre longJustificatifs : positionnement latéral et angulaire précis % x et z, et réglage latéral possible % y. Grand
cylindre pour éviter la flexion de celui (ce qui entraîne une baisse de précision)
MAP : par tampons tangents 36,37 et 35Justificatifs : Cela permet un dévissage rapide et un vissage conséquent
(c/e les selles de vélo)
18 et 15
MIP : Appui plan centrage long et pion de centrage 21Justificatifs : positionnement latéral et angulaire précis % x, y et z pour que la lame puisse rentrer dans
20. Doit encaisser le couple transmis par l’ensemble planche+18. peu coûteux.
MAP : Arbre fileté + rondelle d’appui + écrou 22Justificatifs : La rondelle d’appui augmente la surface d’appui
et évite de le dévissage, l’écrou 22 se sert avec une clef coudée avec un couple élevé et se noie dans un lamage, l’arbre est fileté pour augmenter le diamètre nominale du filetage et donc le couple de
serrage…/…